細胞膜ドメインの制御：新規微小管付随タンパク質が細胞の形態形成に担う役割の解明

道管では二次細胞壁が穴を作るように沈着する。この穴は壁孔と呼ばれ、二次細胞壁が著しく沈着してできたアーチ型の縁構造を持つ。壁孔の形成には、ROPタンパク質が集合してできた細胞膜ドメイン（ROPドメイン）が鍵として働くことが知られる。しかし、壁孔の縁構造を形成する分子機構はこれまで明らかとされていなかった。本研究ではまず、道管で働く新規の細胞骨格付随タンパク質の同定に取り組んだ。道管で特異的に発現する遺伝子群をマイクロアレイデータに基づき選抜し、さらに道管培養細胞を用いた可視化スクリーニングによって細胞骨格様の局在を示す候補を選抜した。この結果、壁孔の縁に特異的に局在する機能未知のタンパク質を見出し、WALLIN（WAL）と名付けた。シロイヌナズナ植物体における遺伝学的な解析の結果、WALは壁孔の縁構造の形成に必要なことが明らかとなった。生化学的な解析により、WALはアクチン繊維に直接結合することが明らかとなった。そこで、WAL機能欠損体におけるアクチン繊維の局在を解析した結果、WALはアクチン繊維を壁孔に局在させるために必要であることが明らかとなった。続いて、WALが壁孔に局在する仕組みを調べるために、新規ROPエフェクターとして同定されたBDR1に着目した。WALとBDR1の局在解析、遺伝学的な解析、および生化学による相互作用の検討を行った結果、WALはBDR1を介してROPに相互作用し、壁孔に局在することが明らかとなった。以上の結果から、ROPドメインがBDR1-WAL-アクチン繊維経路を誘導し、壁孔の縁構造の形成を制御することが明らかとなった。

道管では二次細胞壁が穴を作るように沈着する。この穴は壁孔と呼ばれ、二次細胞壁が著しく沈着してできたアーチ型の縁構造を持つ。壁孔の形成には、ROPタンパク質が集合してできた細胞膜ドメイン（ROPドメイン）が鍵として働くことが知られる。しかし、壁孔の縁構造を形成する分子機構はこれまで明らかとされていなかった。本研究ではまず、道管で働く新規の細胞骨格付随タンパク質の同定に取り組んだ。道管で特異的に発現する遺伝子群をマイクロアレイデータに基づき選抜し、さらに道管培養細胞を用いた可視化スクリーニングによって細胞骨格様の局在を示す候補を選抜した。この結果、壁孔の縁に特異的に局在する機能未知のタンパク質を見出し、WALLIN（WAL）と名付けた。シロイヌナズナ植物体における遺伝学的な解析の結果、WALは壁孔の縁構造の形成に必要なことが明らかとなった。生化学的な解析により、WALはアクチン繊維に直接結合することが明らかとなった。そこで、WAL機能欠損体におけるアクチン繊維の局在を解析した結果、WALはアクチン繊維を壁孔に局在させるために必要であることが明らかとなった。続いて、WALが壁孔に局在する仕組みを調べるために、新規ROPエフェクターとして同定されたBDR1に着目した。WALとBDR1の局在解析、遺伝学的な解析、および生化学による相互作用の検討を行った結果、WALはBDR1を介してROPに相互作用し、壁孔に局在することが明らかとなった。以上の結果から、ROPドメインがBDR1-WAL-アクチン繊維経路を誘導し、壁孔の縁構造の形成を制御することが明らかとなった。